[发明专利]一种水光互补系统中光伏电站容量优化方法

权利要求书

1.一种水光互补系统中光伏电站容量优化方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)建立光伏电站容量优化模型的目标函数：

式(1)中，f为目标函数，Pr{·}表示{·}中事件成立的概率，β是事先给定的目标函数的置信水平，是目标函数f在保证置信水平至少是β时所取得最大值，T表示调度周期的时段个数，Δt表示时段历时，P_hy,t表示t时段的水电站有功出力，c_hy表示水电站的上网电价，P_pv,t表示t时段的光伏电站有功出力，P_drop,t表示t时段的光伏电站的弃光功率，c_pv表示光伏电站的上网电价，P_re,t表示t时段的备用机组有功出力，w_re表示备用机组的出力偏离惩罚系数；

2)建立光伏电站容量优化模型的约束条件：

2.1)、系统的功率平衡约束：

P_eq＝(P_pv,t-P_drop,t)+P_re,t+P_hy,t (2)

式中，P_eq表示水光互补系统的等效开机容量；

2.2)机组备用出力约束：

0≤P_re,t≤P_eq (3)

2.3)与光伏电站相关约束：

C_pv≥0 (4)

式(4)中，C_pv是光伏电站装机容量，式(4)表示光伏容量大于等于0；

P_pv,t＝P_pv,base,tC_pv (5)

式(5)为光伏出力与光伏容量的关系式，P_pv,base,t表示t时段的基准功率值，假设光伏电站的出力服从正态分布μ_t、σ_t分别为t时段光伏电站出力的均值和标准差，通过模拟得到t时段的基准功率值P_pv,base,t；

0≤P_drop,t≤P_pv,t (6)

式(6)表示t时段的弃光功率P_drop,t应小于等于该时段的光伏电站的有功出力P_pv,t；

式(7)表示t时段的光伏出力波动率小于等于统计波动率ε_pv,t的概率大于等于置信度α_t，α_t为与ε_pv,t对应的概率值，T_pv表示光伏开机时段集合，即T_pv时段内的光伏出力大于0；

2.4)弃光率约束：

式(8)中γ_pv表示光伏电站的弃光率，表示光伏电站的弃光率约束上限；

2.5)与水电站相关的约束：

式(9)是水电机组出力约束，P_hy是水电机组有功出力下限，是水电机组有功出力上限；式(10)是下泄流量约束，q_t是t时段的下泄流量，q是下泄流量下限，是下泄流量上限；式(11)是库容大小约束，V_t是t时段的库容，V和分别是水库库容下限和水库库容上限，V和分别取所选调度周期内的最大、最小库容；式(12)是水量平衡约束，V_t+1是t+1时段的库容，q_stream,t是t时段的自然来水，下泄流量等于水电机组的发电流量，V_t取t时段初的水库库容大小作为该时段的库容值；

2.6)水光互补运行周期内调度用水量约束：

|V_T-V_plan|≤δ_hy (15)

式(15)的约束表示水光互补运行周期内调度用水量保持在库容变化要求内；

式中，V_T表示调度时段末的库容，V_plan表示调度时段末计划削减到的库容值，δ_hy表示库容控制精度要求；

2.7)转换成线性约束后的水电转换关系约束：

式(16)至式(20)为转换成线性约束后的水电转换关系的约束,

其中，r表示水头区间分段数，R为水头区间分段数集合，H_t为t时段的水头高度，H_r、H_r-1分别为r段水头区间的最大、最小值，S_r,t表示t时段水库库容位于r段水头区间的0或1状态变量，q_r,t表示t时段位于r段水头区间的水电机组下泄流量，K_r为位于r段水头区间的水电机组出力与下泄流量的线性系数；

3)光伏电站容量优化模型的求解：

3.1)输入水电站、光伏电站以及系统的基本参数；

3.2)据各个时段光伏电站出力的统计数据，拟合得到各个时段光伏电站出力的均值μ_t和标准差σ_t，随机生成N个满足正态分布的光伏电站出力序列，对于任意光伏出力序列，t时段光伏电站出力P_pv,t服从正态分布

3.3)设置计数变量n，置n＝0，检验N个光伏电站出力序列是否满足约束式(7)；若满足，则n＝n+1，否则n＝0；

3.4)若对于n/N≥α_t均成立，则模拟成功；不成立则返回步骤3.2)和步骤3.3)重新产生N个光伏出力序列并检验约束式(7)；

3.5)对于N个光伏出力序列，代入光伏电站容量优化模型，使用线性规划方法求解，得到目标函数值f_i，i＝1,2,…N；对N个目标函数值排序，取N₀＝int(βN)，int为取整函数，第N₀个最大目标函数值即为所求解。